Что такое остов кузова

Несущая система автомобиля — рамно-кузовная, рамная, безрамная и её назначение

Несущая система — это остов автомобиля, который может быть безрамным или рамным, зависит от марки машины.

А главное предназначение несущей системы — это крепление систем автомобиля, навесных элементов и прочих агрегатов. По сути остов оборудованный всем необходимым и есть автомобиль. При движении автомобиля несущая система воспринимает нагрузки, которые действуют на машину.

Несущая система — безрамная

Кузовная или безрамная конструкция используется на многих легковых автомобилях и маленьких автобусах. У этой несущей системы преимущество перед рамной в том, что благодаря ей автомобиль имеет меньшую массу и хорошую устойчивость за счет низкого центра тяжести.

Основные части кузова несущей конструкции типа «седан»:
1 — правая (левая) боковины со стойками дверей 2 — панель крыши 3 — передние крылья 4 — основание (пол) с передней и задней частями корпуса.

Бытует мнение, что безрамная несущая система по безопасности лучше других систем, но тут можно и поспорить. Здесь следует учесть, что кузов воспринимает на себе все нагрузки, которые действуют на автомобиль. К тому же безрамную конструкцию тяжелее изготовить и сложнее обслуживать, и ремонтировать.

Несущая система — рамная

Грузовые автомобили все имеют рамную конструкцию, также есть и легковые машины у которых роль каркаса выполняет рама. Рама это основательная часть автомобиля, ведь на таком остове находятся все узлы и агрегаты машины.

Рамная несущая система

Плюсы рамной несущей системы в том, что она проста в изготовлении и также легка в обслуживании и в ремонте. Следует заметить, что рама универсальна, потому что на одном каркасе можно монтировать разные элементы кузова — отсюда вывод: на одном шасси можно изготовить разные по назначению автомобили.

Несущая система рамно-кузовная

Автобусы — вот истинные владельцы этой несущей системы.

В этой системе кузов и рама объединены в одну конструкцию. Каркас кузова и рама воспринимают нагрузки на автомобиль, воздействующие на него при движении.

Рамно-кузовная система легка в обслуживании и изготовлении. Также эта несущая система имеет преимущество перед рамной, за счет устойчивости автомобиля и массы.

Источник

Что такое остов кузова

Остов — основание машины, на котором размещаются и крепятся все ее агрегаты и механизмы, а также кузов. Остов автомобилей и тракторов должен обладать высокой прочностью и жесткостью (при минимальной массе), рациональной конструкцией, позволяющей удобно размещать на нем агрегаты и механизмы, геометрической формой, обеспечивающей значительный ход подвески, большие углы поворота управляемых колес и возможно низкое расположение центра тяжести машины. В зависимости от конструкции остовы бывают рамные, полурамные и безрамные.

Рамный остов представляет собой клепаную или сварную раму из балок различного профиля. Рамный остов имеют все грузовые автомобили, а также колесные тракторы К-701, Т-150К, гусеничный трактор ДТ-75М.

Существуют три основных типа рам: лонжеронные, центральные, имеющие одну центральную несущую балку обычно трубчатого сечения; комбинированные, сочетающие в своей конструкции оба принципа (средняя часть рамы выполняется как центральная, а концы делают лонжеронныму).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Лонжеронная рама автомобиля состоит из двух продольных балок (лонжеронов), соединенных с помощью заклепок или сварки поперечинами (траверсами). Лонжероны и траверсы отштампованы из листовой стали и имеют П-образное сечение переменного профиля. К лонжеронам крепятся или привариваются кронштейны рессор, подножек, запасного колеса и других узлов. К передней части рамы крепится буфер и буксирные крюки. В задней части рамы размещено буксирное (прицепное) устройство с пружиной или резиновым амортизатором.

Особенностью рамного остова тракторов К-700 и К-701 является наличие двух лонжеронных полурам, соединенных между собой шарнирным устройством, состоящим из вертикального и горизонтального шарниров. Такое соединение обеспечивает поворот полурам относительно друг друга на 35° по вертикали и на 16° по горизонтали. Каждая полурама состоит из двух лонжеронов и поперечин. Для установки двигателя, коробки передач и рессор на передней полураме предусмотрены кронштейны. Рамный остов обладает высокой прочностью и жесткостью, облегчает доступ к механизмам и их замену, однако масса такого остова велика.

Рис. 1. Типы автомобильных рам

Рис. 2. Рамный остов тракторов К-700 и К-701

Безрамный остов состоит из соединенных в общую жесткую систему корпусов и картеров механизмов силовой передачи и двигателя. Достоинствами безрамного остова являются малая масса, высокая жесткость и компактность, недостатками — трудности доступа к отдельным механизмам, худшие условия для навешивания узлов.

Рис. 3. Полурамный остов трактора:
1 — передний брус; 2 — продольные балки; 3 — картер сцепления; 4 — картер коробки передач; 5 — картер заднего моста

У легковых автомобилей и автобусов функции остова выполняет несущий кузов, имеющий жесткую конструкцию. Применение несущего кузова позволяет уменьшить массу, снизить высоту, повысить устойчивость автомобиля. Рама (несущий кузов) опирается на мосты (оси), которые воспринимают от нее и передают на колеса вертикальную нагрузку от массы автомобиля (трактора) с находящимся на ней грузом. Кроме того, мосты воспринимают от колес и передают на раму продольные (толкающие или тормозные) и боковые усилия.

Различают ведущие, управляемые, комбинированные и поддерживающие мосты.

Ведущие мосты (обычно задние) при движении машины воспринимают реактивный момент, возникающий при передаче крутящего момента, а при торможении — тормозной момент и передают их через подвеску на раму. Они представляют собой пустотелые жесткие балки, внутри которых размещены механизмы трансмиссии, а на концах закрепляются ведущие колеса (звездочки).

Наибольшее распространение получили цельные балки ведущих мостов. Такие балки имеют большие габаритные размеры и массу, но обладают высокой прочностью и жесткостью. Устройство цельной штампованной сварной балки показано на рис. 4. Центральная часть балки имеет два отверстия: переднее, закрываемое картером главной передачи и дифференциала, и заднее, служащее для осмотра размещенных механизмов и закрываемое крышкой. На балке имеются площадки для крепления рессор и фланцы для крепления опорных тормозных дисков. На шейках полуосевых рукавов балки устанавливаются подшипники ступиц ведущих колес. Такие ведущие мосты удобны в обслуживании, так как для доступа к главной передаче или дифференциалу не требуется демонтировать мост.

Управляемые мосты служат для поворота машины и восприятия части массы автомобиля (трактора), приходящейся на передние управляемые колеса. Управляемые мосты выполняются разрезными и неразрезными. Грузовые автомобили и тракторы имеют неразрезные управляемые мосты. Мост представляет собой двутавровую балку, на концах которой неподвижно закреплены шкворни. Средняя часть балки выгнута вниз, что обеспечивает более низкое расположение центра тяжести автомобиля.

Рис. 4. Балка неразъемного ведущего моста автомобиля

Рис. 5. Неразрезной управляемый мост автомобиля

Рис. 6. Комбинированный передний мост автомобиля

Шкворни соединяют шарнирно балку с поворотными кулачками, которые вращаются на втулках и опорных шайбах. На конических подшипниках цапфы поворотного кулачка вращается ступица переднего колеса. Ступица колеса прикрепляется гайкой, положение которой фиксируется одним из отверстий замочного кольца, замочной шайбой и контргайкой. Гайкой также регулируется затяжка подшипников цапфы.

Комбинированные мосты выполняют одновременно функции ведущего и управляемого мостов, т. е. обеспечивают поворот машины и передачу крутящего момента на колесо. Такие мосты применяются в машинах повышенной проходимости в качестве передних ведущих мостов. В их устройство входят дополнительные механизмы, позволяющие передавать усилия на управляемые колеса при изменении плоскости их вращения. Устройство комбинированного моста показано на рис. 6. В средней части балки установлены главная передача и дифференциал, от которых вращение передается на полуоси. На концах полуосей расположены шарниры равных угловых частот вращения, передающие равномерное вращение на приводной вал колеса при значительных углах поворота между ними (до 40°). Вал соединен со ступицей колеса шлицевой муфтой и фланцем. К концам балки моста прикреплены шаровые опоры, в каждой из которых закреплено по два шкворневых пальца. На подшипниках шкворневых пальцев установлены поворотные кулаки. Каждый кулак состоит из корпуса, охватывающего снаружи шаровую опору, и поворотной цапфы, на которой в конических роликоподшипниках установлена ступица колеса. При повороте цапфы вокруг шкворневых пальцев вместе с ней поворачивается ступица, к которой крепятся колесо и тормозной барабан.

Поддерживающие мосты служат для восприятия только вертикальной нагрузки от рамы и передачи ее на колеса. Мосты представляют собой балку, на концах которой установлены на подшипниках поддерживающие колеса. Поддерживающие мосты применяются на прицепах и полуприцепах.

Источник

Несущая система автомобиля: рама, кузов

Несущая система служит своего рода каркасом автомобиля. Благодаря надежному несущему основанию важнейшие части кузова, двигатель, подвеска и элементы трансмиссии крепятся образуя цельную конструкцию. Исторически все транспортные средства проектировались на “раме”. Однако, с появлением несущего кузова о раме в легковых автомобилях подзабыли. В настоящее время несущая система авто используется в основном при строительстве лимузинов, внедорожников, тракторов и грузовых машин.

Рамный принцип соединения основных систем был заимствован создателями первых машин у конструкторов железнодорожного транспорта. В автомобилестроении несущая система получила название шасси. По сути, такое рамное шасси может использоваться автономно, без какого-либо кузова.

В качестве материала для первых рам применялись ценные породы древесины, а также металл в виде круглых труб. Серийные модели рам из штампованного профиля с прямоугольным сечением появились в начале 20 века. Однако, спустя всего 30 лет на смену рамным автомобилям пришли «легковушки» с самонесущим кузовом.

Какие виды рамных конструкций существуют?

Традиционная рама автомобиля состоит из балок, к которым с помощью креплений присоединены основные автомобильные системы, в том числе силовые агрегаты и элементы ходовой (мосты, подвеска, колёса с дисками и шинами). Кузов автомобиля как часть несущей части служит местом размещения пассажиров и грузов, а также выполняет декоративную функцию.

Любая рамная конструкция предполагает функциональное разделение несущих элементов кузова и декоративных деталей, иногда усиленных особым каркасом. Прочный каркас может фиксироваться рядом с дверными проемами. Такой вариант не предполагает поддержку в процессе силовых нагрузок, неизбежных при эксплуатации автомобиля. В зависимости от вида используемой кузовной несущей, все рамы делятся на:

Также существуют комбинированные типы автомобильных рам, состоящие из элементов различных конструкций.

Преимущества и недостатки

Важным преимуществом рамочной конструкции считается высокая прочность несущей кузова автомобиля. По этой причине рама идеально подходит для грузовиков и внедорожников, даже несмотря на то, что общая масса транспортного средства с рамной несущей заметно больше.

Ещё одним положительным качеством рамы является универсальный характер ее использования. При производстве унифицированных узлов и агрегатов, совместимых с шасси, возможен выпуск различных моделей авто, отличающихся только внешним видом кузова и оформлением салона. Некоторые автоконцерны используют этот «хитрый» принцип при создании рестайлинговых модификаций в целях экономии средств. Примечательно, что сборка автомобилей с рамным основанием проще, а ремонт, как правило, менее трудозатратен.

И все же несущий кузов пользуется сегодня гораздо большей популярностью. Связано это с существенными недостатками рамных машин, среди них:

В стремлении сделать легковой автомобиль соответствующим современным требованиям безопасности и комфорта автоконцерны заменили рамную конструкцию на несущий кузов. Но обойтись без рамного авто в условиях бездорожья, повышенной вибрации во время движения, а также чрезмерной нагрузки на шасси, по-прежнему, невозможно.

Особенности рам разного типа

Разработка чешской компании Tatra была впервые применена при производстве авто этой фирмы. Рама с каркасом в виде трубы, соединяющей между собой детали трансмиссии и силовой агрегат, хорошо себя зарекомендовала и получила распространение среди других автопроизводителей.

Конструктивно хребтовая рама представляет собой единое целое с двигателем, сцеплением и коробкой передач, ведь каждый из элементов системы надежно связан с рамной конструкцией жестким креплением. Вал внутри трубы рамы посредством вращения выполняет крутящий момент от мотора к составляющим трансмиссии. Специфика механизма заключается в обязательной независимой подвеске для всех колес.

Хребтовая рама привлекает автомобилистов высоким показателем жесткости на скручивание. Применение хребтовой технологии позволяет быстро и эффективно создавать модели с несколькими ведущими мостами без потери в качестве и безопасности управления транспортным средством. Вот только обслуживание и ремонт деталей может оказаться непростым, ведь часть механизмов труднодоступны, так как находятся внутри конструкции рамы.

Разновидность хребтовой рамы также придумана командой инженеров компании Tatra. Вильчато-хребтовая конструкция оборудована своего рода вилками для мотора с трансмиссией, установленными по обе стороны основной трубы несущей. Трезубцы, венчающие раму спереди и сзади, служат кронштейнами, местом соединения с лонжеронами, к которым крепятся детали подвески и другие агрегаты.

Уникальность этого типа рам заключается в использовании обычного карданного вала и отсутствием жесткой сцепки между рамой, мостами и двигателем. К сожалению, размещение силового агрегата в задней части авто повлекло за собой проблемы с управляемостью, поэтому вильчато-хребтовые системы практически не применяются при проектировании современных ТС.

Особый вид лонжеронных рам стал известен в Европе шестидесятых годов прошлого века, когда периферийную конструкцию начали использовать при производстве габаритных легковых машин и «дредноутов» из США. Лонжероны в рамах такого вида расположены у порогов на большой ширине друг от друга так, так что высокий пол автомобиля по площади больше, чем в стандартном корпусе. При этом высота машины с периферийной рамой существенно меньше. Относительно низкая прочность поперечины рамы ввиду ее особого расположения заставила инженеров предусмотреть в авто более надежный и жесткий кузов, выдерживающий даже мощные боковые удары.

Один из самых сложных типов конструкции рамы применяется при создании спорткаров. Тонкие трубы из легированного металла устойчивы к кручению, но все же поддаются изгибу. В современном автомобилестроении доверие завоевали монококи, представляющие собой пространственную конструкцию, внешняя оболочка которой служит основным несущим элементом.

Независимо от того, какая несущая система у Вашего автомобиля, “основа” транспортного средства требует максимум заботы и внимания. Специалисты официальных сервисных центров ГК FAVORIT MOTORS проводят компьютерную диагностику состояния ходовой части, важнейших узлов и агрегатов авто. Опытные мастера осуществляют грамотное техническое обслуживание, своевременно выявляют и устраняют любые неисправности. Все работы выполняются точно в срок и по доступным ценам. Обращайтесь к профессионалам!

Источник

Устройство автомобилей

Рама автомобиля

Несущая система автомобиля

Несущая система служит для установки и крепления всех агрегатов и механизмов автомобиля. Она воспринимает поперечные и продольные нагрузки, изгибающие и крутящие моменты, передаваемые двигателем, трансмиссией и мостами автомобиля, а также колесами и подвеской в результате взаимодействия автомобиля с дорогой, ускорением и торможением.

К несущей системе автомобиля предъявляются следующие требования:

Преимущества рамной несущей системы:

Для грузовых автомобилей, имеющий отдельный кузов для груза и кабину для водителя и пассажиров, рамная конструкция является наиболее удобным техническим решением.

Несущие кузова применяются на легковых автомобилях особо малого, малого и среднего классов, а также на большинстве автобусов.

Преимущества несущих кузовов:

Недостатками несущих кузовов является сложность изготовления и ремонта, а также низкая универсальность при применении на автомобилях разного назначения – даже незначительные изменения компоновки автомобиля требуют затратных изменений в конструкции кузова.

Рама автомобиля

Рама является остовом автомобиля, т. е. его «скелетом». Она воспринимает все внешние и внутренние нагрузки, возникающие при движении автомобиля и даже при его стоянке – вес груза, пассажиров и размещенных на ней механизмов и устройств, а также моменты и усилия, передаваемые двигателем и агрегатами трансмиссии и ходовой части. По этим причинам к автомобильным рамам предъявляются требования:

Классификация автомобильных рам

Рамы бывают лонжеронные и хребтовые (центральные).
Лонжеронные рамы, в свою очередь, подразделяются на лестничные и периферийные.
Разновидностью хребтовых рам являются Х-образные рамы.

Лонжеронные рамы

Лестничная лонжеронная рама

Лестничная лонжеронная рама (рис. 1, рис. 2, а) состоит из двух лонжеронов 1 (продольных балок), которые соединены между собой поперечинами 2. Лонжероны и поперечины имеют швеллерное сечение, при этом полки швеллеров при сборке рамы обращены внутрь.
Толщина листовой стали, из которой изготавливают лонжероны, составляет 5…10 мм. В качестве материала для элементов конструкции автомобильных рам применяются низкоуглеродистые стали, которые хорошо поддаются холодной штамповке.
Иногда применяются титанистые стали, позволяющие благодаря их более высоким механическим свойствам снизить массу рамы на 15…20%.

Лонжероны могут располагаться параллельно или сходиться в передней части автомобиля с целью образования свободного пространства, необходимого для поворота управляемых колес. В соответствии с распределением нагрузки на рамы для двухосных автомобилей наибольшее сечение лонжерона находится в средней части рамы, уменьшаясь к концам рамы.
Переменное сечение лонжеронов позволяет снизить массу и расход металла, без существенного снижения прочности и жесткости рамы. Кроме того, такая конфигурация лонжеронов позволяет снизить центр тяжести автомобиля, что немаловажно для повышения его устойчивости при криволинейном движении и маневрировании.

Для снижения центра тяжести балки лонжеронов у легковых автомобилей и грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности часто выгибают над осями и мостами в вертикальной плоскости.

Жесткость рамы повышают установкой косынок и раскосов между лонжеронами и поперечинами. Лонжероны и поперечины скрепляют между собой клепкой в холодном состоянии или сваркой. Широкое применение клепаных соединений обусловлено хорошей стойкостью к вибрационным нагрузкам.
Сварные рамы отличаются большой жесткостью, но сложнее в ремонте и менее прочны в местах, прилегающих к сварным швам.

Поперечины крепятся к полкам лонжеронов и их стенкам. Места расположения поперечин и форма их поперечного сечения (коробчатая, корытообразная, Z-образная, П-образная и т. д.) выбираются исходя из равнопрочности рамы по всей длине.

Поперечины обязательно устанавливаются в месте крепления кронштейнов рессор, двигателя, бензобаков, в местах установки балансирной рессоры (для трехосных автомобилей), а сами лонжероны в этих местах часто усиливаются специальными вставками.

Поперечины штампуются из той же листовой стали, что и лонжероны. При сложной форме поперечин используются высокопластичные стали. Однородность металла элементов рамы диктуется возможностью возникновения гальванических токов при применении разного металла для лонжеронов, поперечин, заклепок и усилительных элементов. Гальванические токи инициируют коррозию и могут доставить другие неприятности при эксплуатации автомобиля.

Для рам автомобилей большой и особо большой грузоподъемности применяются прокатные профили из малоуглеродистых низколегированных сталей. Материал прокатных профилей имеет более высокие механические характеристики, чем листовая сталь. Однако масса таких рам больше, так как лонжероны по всей длине имеют одинаковое сечение.

Периферийные рамы

Периферийные рамы (рис. 2, в) могут применяться в конструкции несущей системы легковых автомобилей. Лонжероны периферийной рамы проходят по периферии пола кузова автомобиля и создают ему естественный порог. Это увеличивает сопротивляемость кузова боковым ударам.

Свободная средняя часть рамы позволяет опустить пол кузова, повысив тем самым устойчивость автомобиля. Для увеличения хода колес автомобиля лонжероны выгибаются в вертикальной плоскости над передним и задним мостами. Средняя часть рамы расположена ниже этих выгибов.

Хребтовые рамы

Хребтовая рама (рис. 2, г) состоит из одной центральной несущей балки 9, к которой прикреплены поперечины 10 и различные установочные кронштейны. Центральная балка, внутри которой размещается карданная передача, имеет трубчатое сечение.
Если на легковых автомобилях хребтовая рама обычно неразборная, на грузовых автомобилях центральная балка состоит из картеров отдельных агрегатов трансмиссии автомобиля, которые соединяются между собой специальными патрубками.

Между картерами и патрубками устанавливаются кронштейны для крепления кабины, грузового кузова, двигателя и других агрегатов. Такая разъемная хребтовая рама универсальна, так как, изменяя длину, можно создавать семейства автомобилей с различным числом ведущих мостов и с разными базами на одних и тех же унифицированных агрегатах.
Хребтовая рама позволяет снизить массу автомобиля на 15…20%, так как сами агрегаты трансмиссии образуют элементы рамы. Хребтовая рама обладает более высокой жесткостью по сравнению с лонжеронной рамой, однако такая рама требует применения легированных сталей для изготовления картеров агрегатов трансмиссии и соединительных патрубков, а также высокой точности при изготовлении. Кроме того, при техническом обслуживании и ремонте автомобиля затрудняется доступ к механизмам трансмиссии и требуется частичная, а иногда и полная разборка рамы.

Х-образная рама (рис. 2, б) позволят увеличить углы поворота управляемых колес, тем самым улучшить маневренность автомобиля. Эта рама также позволяет понизить пола кузова, центр тяжести автомобиля, увеличить его статическую и динамическую устойчивость.

Дополнительные элементы конструкции автомобильных рам

К раме крепят кронштейны для рессор, амортизаторов, крыльев, подножек и другие элементы кузова и кабины автомобиля.
На переднем конце рамы устанавливается буфер и буксирные клюки. Буфер предназначен для восприятия толчков и ударов при наездах и столкновениях. В задней части грузовых автомобилей расположено буксирное устройство.
На усиленную переднюю поперечину устанавливают переднюю опору двигателя.

Тягово-сцепное устройство автомобиля

Тягово-сцепное (буксирное) устройство (рис. 1, б) представляет собой стальной кованый крюк 18, на стержне которого между двумя упорными шайбами 9 и 20 установлен резиновый упругий элемент 10, поджимаемый гайкой 8. Стержень крюка в сборе с буфером размещен в корпусе 11, который вместе с крышкой 19 болтами прикреплен к задней поперечине рамы. Выступающий из стакана конец стержня с зашплинтованной на нем гайкой 8 закрывается колпаком 7.
Защелка 17 крюка стопорится собачкой 13, установленной на оси, а также предохранительным шплинтом 14, соединенным цепочкой 16 и входящим в отверстие собачки 13.

Надрамник автомобиля-самосвала

Несущая система автомобилей-самосвалов кроме основной рамы включает еще дополнительную укороченную раму – надрамник, на который устанавливается грузовой кузов и крепятся элементы механизма подъема кузова. Надрамник позволяет снизить нагрузку на заднюю часть основной рамы автомобиля при подъеме кузова во время разгрузки, принимая часть этой нагрузки и распределяя ее равномерно по основной раме. Надрамник выполняется сварным из штампованной листовой стали. Он крепится к раме самосвала с помощью стремянок и болтовых соединений.

На рис. 3 показан надрамник автомобиля самосвала марки «КамАЗ», который состоит из двух лонжеронов 3, соединенных поперечинами 2,4,8 и 11. В задней части, где возникают наибольшие нагрузки, надрамник имеет Х-образный усилитель 6, а его лонжероны снабжены усилителями 7.
Поперечины 2 и 11 имеют корытообразное сечение, остальные поперечины имеют швеллерное сечение.
К лонжеронам приварены кронштейны крепления надрамника к раме 10, ограничители боковых перемещений надрамника, кронштейны резинометаллических опор 1 кузова и кронштейны 9 осей опрокидывания кузова. К поперечине 11 прикреплены нижняя опора гидроцилиндра подъемного механизма кузова, кран управления и клапан ограничения подъема кузова.
На поперечине 2 установлена резинометаллическая опора 5, служащая дял фиксации кузова в поперечном направлении. На поперечине 4 закреплен кронштейн страховочного троса ограничителя опрокидывания кузова.

Безрамные несущие системы автомобилей рассмотрены в разделе «Кузов автомобиля».

Источник